davinci这种尖端医疗


一个山西有矿富豪, 病情严重无法飞行到北京.

太原有一台达芬奇机器人.

于是全球最顶级的医生联合会诊, 远程手术, 治好该病人.

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达芬奇的价格达到中产阶级1年工资水平的时候, 就是普及的时候.

因为顶级医生飞一趟太原, 来回的时间, 已经做了5台手术了.


利:

  1. 可帮助外科医生完成更复杂和高难度的手术。

弊:

  1. 使用成本高(机器价格、人员培训);
  2. 有一定局限性(手术类型、场地);

以下是更为详细的说明。

1996年,美国直觉外科公司推出第一代达芬奇机器人。

2006年,第二代Da Vinci S系统机器人推出,其机械手臂活动范围更大了,这使得医生在不离开控制台的情况下就可以进行多图观察。

2009年,在原有的机器人系统的基础上增加了双控制台、模拟控制器、术中荧光显影技术等功能,第三代达芬奇Si系统 诞生了。

2019年7月,第四代达芬奇机器人亮相2019夏季达沃斯论坛,与传统手术相比,第四代达芬奇机器人可对患者体内实时拍摄画面,为医生提供最大可放大20倍的手术部位三维高清视野。同时,比人手更加稳定,消除了手部不必要的颤抖。

Δ da Vinci(达芬奇)机器人对手术带来的变革与iPhone带来的变革一样巨大。

使用激光定位并可自动计算机械臂的最佳手术姿态,画面成像更清晰,3D立体感更准确,手术视野更加广。同时,更长的支架设计为医生提供了更大的手术操作范围,操作更加精细灵巧。

此外,第四代达芬奇手术机器人还有新的4个微创手术刀和可旋转支架,能够使微创手术刀旋转到患者的任何部位。在创伤方面更是减少了出血量,使得伤口逐层缝合更稳定

因此,第四代达芬奇手术机器人能够帮助外科医生完成更复杂和高难度的手术。

虽然从现阶段来看,部分医院的外科医生用上了「达芬奇」手术机器人,但仍然需要技术纯熟的医生来操刀,所以从严格意义上来说,达芬奇更像是一个微创手术良好的「执行者」,而不是一个能够做出准确判断的智能设备。

对比医生,手术机器人存在两个主要问题。

昂贵的价格:一台手术机器人的价格在2000万,机器人手术比传统手术要多花数千元至上万元不等,而一个机械手臂的售价在10万,并且只能用10次,用完就需要更换。

具有能力的医生:手术机器人培训是外科医生必不可少的项目,熟悉一个新的「助手」,要到世界级培训机构进行专业的培训,获得证书后才能运到到临床实践中。这与传统的可以自己训练的腹腔镜手术有很大的区别。

尽管现在的达芬奇手术机器人如此强大,但其应用还停留在泌尿外科、心胸外科、妇科等软组织手术上,仍然具有局限性,像骨科这样的硬组织手术,达芬奇也无能为力。

不仅如此,手术机器人还极大的依赖于外部环境和技术的支持,在手术室条件有限,或者线路、信号出现突发情况时,达芬奇也只能「干著急」了。这时候医生对于紧急情况的应对更显得尤为重要。

综上,达芬奇手术机器人等尖端医疗设备更多的是扮演一个「智能助手」的角色,为医生提供更多的帮助,突破人类自身局限,提高手术的精度和稳度,把手术做得更好。


根据中国电子学会定义,医疗机器人属于服务机器人中的重要类型之一。

医疗机器人发展背景与现状

随著技术端的医学、工程学、机器人学不断取得突破,新型材料、大数据及人工智慧等技术与医疗领域结合日渐紧密,消费群体对医疗服务质量需求不断提升,人们对于高端医疗服务需求不断提升,医疗机器人的行业应用将成为大势所趋。

根据应用领域医疗机器人可主要分为四大类:医疗手术机器人、医疗康复机器人、医疗辅助机器人及医疗后勤机器人。

目前医疗机器人市场中,各类型医疗机器人市场呈现差异化发展。

医疗手术机器人和康复机器人技术门槛相对较高,医疗辅助机器人和后勤机器人产品应用方向多元化。

1)医疗康复机器人由于应用范围及政策利好等因素已成为中国市场规模最大的医疗机器人品类;

根据美国知名市场调研和咨询公司GrandView Research的预测,外骨骼机器人、辅助康复机器人从2012年到2022年,市场占比明显提升。

据估算,未来5年,广义康复机器人的年复合增长率约为37%,其中康复机器人年复合增长率为21%。

虽然国内在外骨骼领域起步落后于以色列、日本等国家,不过这两年却呈爆发趋势,先后有大艾、尖叫科技、傅利叶智能等企业已正式对外发布产品。

2)医疗辅助机器人则以技术相对简单的特性,以及社区、养老区等需求增长扩大因素,市场规模迅速扩张;

3)医疗手术机器人虽然前期经历快速发展,但由于应用成本高昂导致市场普及进度相对缓慢,目前市场占比相对较小;

用于手术和诊断的医疗机器人主要是应用于腹腔镜、胃肠外科、神经外科、眼科、耳鼻喉科和心脏外科,为了进行复杂的微创手术。张立博士@零号湾机器人大讲坛

医疗机器人尤其是手术机器人的配置对医院门诊量有较高要求,一般年门诊量超100万以上的医院有能力配置一台或多台手术机器人。

全国总诊疗人数及入院人数近年来一直在持续上升,这为医疗机器人的市场需求奠定了基础。目前国内医院应用的医疗机器人大多依靠进口,但高昂费用限制了其临床推广,而国产医疗机器人的本土化研发和生产使其具备高性价比优势。

4)医疗后勤机器人则应用场景较为多样化,技术难度及产品价格相对较低,市场空间还在不断拓展当中。

现阶段,中国医疗机器人研发团队都面临著自身产业化经验不足、工程化能力薄弱;外部环境中医疗系统采购模式变革、国内精密控制和精密加工能力不强、专利壁垒等问题。

除了面临的共同挑战,对于不同类型的医疗机器人,其各自具体发展情况各有不同。整体来看,各类医疗机器人均处于行业发展初期,产品应用随著技术研发水平的提高日益活跃,产品体系日益丰富。

医疗机器人未来挑战及趋势

01 更智能|更微型

医疗机器人主要还是解决现在很多开放式手术的问题,微创手术现在发展得非常快,如果我们能够得到早期诊断早期治疗,今后很多诊断都可以通过微创的角度进行有效治疗。

微创手术如果不用机器人,手术的复杂性、操作性、灵活性、安全性,这些都会是非常大的问题,这也是在九十年代和过去二十年左右手术机器人的发展。手术机器人在过去的二十多年是真正从实验室走向临床,今后手术机器人肯定会走向更小更精准。

微型机器人特点是在大小上是微尺度的,具有微米级别精度的制造,基于微米级别物体的操作。杨广中教授@零号湾机器人大讲坛

图源「零号湾机器人大讲坛」杨广中教授演讲

医疗机器人体积已经从大型慢慢转变为微型,毫米、纳米以及微米。

当我们说到微型机器人的时候,一般可以分为三类:第一,非常出名和成功的医学机器人,由达芬奇公司完成,有模拟人胳膊的机臂。接下来就是比较小的机器人规格,是以分米或者厘米规格存在,相对运用比较灵活的柔性材料,可以深入人体器官当中。如果想要解决微观的医学问题,我们就需要更细微的材料和更细小的器械。比如需要微型甚至纳米型的机器人。在90年代,费尔曼进行了非常著名的演讲,他说在微型科技纳米材料方面会引发一个新的革命,主要思想就是要让器材变得更加微型,而且能够让这些微型的器材做更多微创型手术。张立博士@零号湾机器人大讲坛

图源「零号湾机器人大讲坛」杨广中教授演讲

十个挑战

杨广中教授在《Science Robotics》中曾经提到在机器人应用方面的十个挑战,四个核心科学包括新材料和制造,仿生和共融,能量的传输和获取还有就是机器人集群研究。

周边的就是智能化的部分,就是在未知环境下进行自主导航,人工智慧、人机交互、机器人伦理和保密。外圈今后比较重要的应用方向是医疗机器人和社交机器人学。

确立四个核心科技作为发展的重要方向都是有原因的。

1 材料学

因为过去的五六十年中,机器人的发展更多的还是依赖于传统的制造技术、传统的机械、传统的马达,今后将更走向微型化、智能化,对材料的考量需要进一步的探索。

张立博士举过生物材料和人造材料进行融合的例子:将运动细胞和微管结合组成微型生物机器人,通过磁场进行远程控制。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

仿照在液体中运动的微生物(如大肠杆菌)依靠旋转螺旋状鞭毛运动前进的原理,我们利用不同的微纳加工技术,设计并制备了与细菌大小相当的微型螺旋状磁控器件,命名为「人造细菌鞭毛」。通过控制外加旋转磁场的强度和方向,可实现「人造细菌鞭毛」高精度三维运动。

2 仿生技术

Bi-hybrid与今后的生物材料如何兼容起来是一个很重要的发展方向。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

组织医学就是要把细胞在生物框架当中进行有效的繁殖和产生,但这是在相对静态的环境。细胞的成长需要外部的激励,包括化学和生物各个方面,所以从这个方向上需要功能与制造多方面结合。

3 能量的传输和获取

如果我们能够把有线系统的电池能量的获取全部与无线结合,那么对整个重量、材料和力学结构都会有很大的挑战。例如自动驾驶中的高容量、高性能的电池如何实现快速充电和长期续航,这些都是非常重要的研究方向。

4 机器人集群研究

通过研究发现,集体行为能够实现单个个体无法实现的新功能。这在自然界中也非常常见,比如像在大海里,一群鱼能避免鲨鱼的攻击。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

将单个微型机器人和群体微型机器人进行对比的话,单个机器人能够承载的药物、材料和细胞都是有限的,而群体的承载量明显增加。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

单个机器人实时医学成像、跟踪具有难度,而群体可以增强成像和追踪。单个机器人移动速度有限,而群体可以高速运动并基于不同环境进行自适应重构。

所以群体微型机器人的优势远远大於单个机器人

用于图像引导治疗的微型机器人的预期特点:

1)大量产出并且成本低;

2)体内跟踪和运动;

3)低细胞毒性和生物降解性;

4)遥感诊断/治疗效果;

5)药物/干细胞/能量的控制释放。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

选择螺旋藻作为生物模板,因为螺旋藻是一种蓝藻,可以被人类消化。而且丰富的螺旋藻资源为螺旋运动微型机器人提供了丰富的自然模板。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

接下来是基于以上研究成果进行的制造过程、推进实验和核磁共振成像。将螺旋藻倒入四氧化三铁溶液中,经过不断浸涂,使其具有铁磁涂层。因为这些机器人具有外部(氧化铁具备的)磁性,所以我们可以利用磁共振成像技术,很容易地在体内追踪和驱动它们。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

因为这些机器人具有天然的内部荧光性,所以我们可以利用荧光成像,很容易地在体内追踪和驱动它们。

图源「零号湾机器人大讲坛」张立博士演讲

微型机器人对几种癌细胞系的内在选择性细胞毒性。值得注意的是,在其他肿瘤细胞系,如Hela和A378细胞系中也发现了类似的细胞毒性结果。结果揭示了生物杂交微型机器人在体外对肿瘤细胞株的内在选择性细胞毒性。

02 需有效平衡安全性和市场性

未来市场空间广阔,国产具备替代优势,产品在准入机制方面需有效平衡产品的安全性和市场性。

医疗机器人虽然属于机器人产品,但同时也属于医疗设备产品。医疗设备产品面临严格的准入机制,医疗设备安全认证在国际、国内及国内各地区均有不同的本地化认证体系,因此医疗机器人在中国需要经CFDA认证之后才能正常销售推广,这成为影响医疗机器人产业化进程的重要因素。

未来行业参与者在加快产品认证、平衡医疗机器人产品安全性与市场性方面仍然任重道远。

03 跨学科构建产业化平台

未来需连接多种要素,多方共同构建医疗机器人产业化平台。

医疗机器人是同时跨越医学和工学的综合性学科,研发周期长,门槛高。

因此需建立一个政、产、学、研、医、资结合的平台,将技术、人才、资本、高校、政府、医院等要素共同连接起来,提高资源间联系的紧密度以及合作深度,合力推动产业发展。

同时未来医疗机器人成熟的产业生态将呈现出企业、投资、产业、媒体及服务等资源的共同融合发展形态,各项内容都是产业生态中的重要组成部分。

随著全国对于高效、优质临床服务需求的增加以及公众对于医疗机器人认可度的不断提升,医疗机器人的市场将呈现高增量态势。

未来医疗机器人将带来一场新的医疗技术革命,因此更多企业将加入到产业化队伍当中,医疗机器人商业化、市场化步伐将不断加快。受益于利好的发展环境,中国医疗机器人正在从跟跑、并跑状态转为领跑状态,未来将逐步成为国际市场的有力竞争者。

人口老龄化趋势、劳动力供给不断减少以及劳动力成本的不断提高给社会发展及企业用工等均带来严峻挑战,共同推动机器替代人力及服务人类的需求加速。

随著技术端的医学、工程学、机器人学不断取得突破,新型材料、大数据及人工智慧等技术与医疗领域结合日渐紧密,消费群体对医疗服务质量需求不断提升,人们对于高端医疗服务需求不断提升,医疗机器人的行业应用将成为大势所趋。

杨光中教授认为医疗机器人大面积推广大概需要五到十年之间。医疗机器人,尤其是是康复机器人,开始越来越多地进入家庭。今后家庭和社区内会出现越来越多医疗机器人的应用场景。

04 产学研结合趋势明显

除公司外,许多高校、研究所、医院等在医疗机器人研发中也十分活跃。

根据各高校医疗机器人专利数量数据显示,上海交通大学、天津大学、哈尔滨工业大学以及北京航空航天大学等高校的医疗机器人专利数量位居前列,相关积累深厚。

http://weixin.qq.com/r/kT-95fPEF65orbeG92qD (二维码自动识别)

产学研合作能够为行业发展注入持续动力,多层次合作推进高质量发展。

由于医疗机器人是医学、工程学、机器人学领域的结合,因此技术门槛较高。

尤其是医疗手术机器人与医疗康复机器人领域,其产学研特征明显,许多公司都是建立在高校科研产业化发展的基础上或者与高校建立长期合作联系。

05 在国内推广的挑战

医疗机器人在国内推广的难点多,挑战大。

Science Robotics主编杨广中@大数据文摘|看点快报

05-01 原创性

现阶段推广医疗机器人重要是在整个产业的布局、产业链的形成和一些原创设计的东西。现在机器人的新兴企业数量众多,但大多都是跟风模仿的形式。今后的几年机器人企业应该在产品原创性上面能够有突破。

05-02 普适性

普适性指的是牵涉到伦理的部分和产品价格问题。

05-03 解决医疗上的痛点

医疗的关键问题是怎样在疾病发生的早期就进行治疗和干预。

现在的手术都是在病症后期,而病症的后期往往是大手术,具有非常高的风险,对家庭的经济压力也很大。2010-2016年三级医院诊疗人次及机构数量复合增长率分别为10.7%和8.3%,而基层医院仅为1.5%和0.4%。可以看出传统就医模式使得三级医院人满为患,导致就医体验差及优质医疗资源浪费严重。

如果能早期诊断、早期治疗,对病人、医院、整个医疗资源的占用都能得到很好地优化。

渔跃观点

我们认为,医疗机器人融入家居场景,通过大数据和人工智慧技术帮助用户进行健康管理是一个很好的机会点。医疗辅助机器人、医疗康复机器人、医疗后勤机器人可以以此为切入点去进入家庭场景进而缓解医疗压力。

渔跃智库|万亿市场规模的智能家居如何助攻智慧医疗生态建设?

这篇文摘中我们提到智能家居能够获取健康数据、营养、活动和其他信息,与健康医疗行业融合这将很好的填补医疗数据中院外数据的空白局面。

智能家居和搭载大数据及人工智慧技术的医疗机器人相联动,能够为用户的健康管理、疾病预测、疾病康复、后勤辅助提供有效的干预方案,也促进医疗机器人的推广。

未来,我们希望医疗机器人更好地融入家庭场景,减轻用户心理负担,增加普适性,更好地带动智慧医疗生态建设。


写了好几次,都删了。这个问题太难回答了。

这个问题的专业性很强,既然能问,多少的知道些。我也就不解释机器人手术的优势和劣势了。

总的来说,医疗机器人还是属于微创手术技术的进步吧,肯定是有好处的。特别是一些精细手术,机械臂的稳定性是人手不能与之媲美的。但就目前而言,优势还不是那么明显,对患者而言,可以理解为「价格与收益还不成正比」吧。

随著以后网路技术的发达,比如5G。也许可以实现「病人在当地的地区中心医院手术,而由北上广的知名专家远程手术」的现象。亦或者火线救援。但不菲的设备价格可能是阻碍。


微创早在2014年就开始布局医疗机器人领域,启动了腔镜手术机器人的自主研发,子公司微创?机器人多年来专注于微创伤手术机器人领域的研发与产业化,逐渐形成和完善以腔镜手术机器人、关节置换手术机器人、三维电子腹腔镜为代表的多科室一体化解决方案。

图迈?内窥镜手术系统目前获批进入创新医疗器械特别审查程序,将加快其在国内的上市进程,而评价图迈?内窥镜手术系统临床安全性与有效性的临床试验也即将在国内开展,这对临床普及国际前沿技术、推动国内相关产业的发展均有积极作用,有望造福更多患者。

微创累计第17个产品进入「绿色通道」——图迈Toumai?腔镜手术机器人

2019年11月1日,微创自主研发的图迈?Toumai?腔镜手术机器人(以下简称「图迈?腔镜机器人」)在上海市东方医院完成了机器人辅助腹腔镜下前列腺癌根治术(以下简称「RALRP」)。由海军军医大学附属长海医院泌尿外科孙颖浩院士亲自指导手术团队,为一位65岁男性患者成功进行了RALRP手术,手术时间为1.5 小时。 这是首例由国产腔镜机器人完成的RALRP手术,而图迈?腔镜机器人也成为中国首个完成高难度泌尿外科手术的腔镜机器人,这也标志著国产腔镜机器人可完成类似的高难度复杂手术。

图迈?机器人完成首例前列腺癌根治术临床


提起达芬奇,很多人的第一印象都是那位艺术奇才。除了画家身份,他还是一位生物学家以及天才科学家。早在十六世纪,他就设计出了名为「机器武士」的机器人。

在医疗行业,有一个神通广大的高科技产物——达芬奇手术机器人。或许大家并不陌生,早前网上就曾流传它给葡萄做手术、给蝴蝶缝合断翅的视频,其精巧操作令人赞叹不已。之所以取达芬奇为名,是为了纪念他给后人带来的机器人技术启蒙。

这个名字也注定了不平凡。

直径4毫米的机械臂能进入医生双手无法进入的狭小空间;7个可540°旋转的机械关节能操作医生双手无法操作的技巧;裸眼3D影像系统能看清医生双眼无法看清的微小视野;精细微创技术能过滤人手颤动。

可以说,这是一个超越人手、人眼极限的外科手术机器人。

对医生而言,职业暴露的风险也大大降低。只要有光缆,操作台「可以放在任何一个地方」。在手术过程中,医患零接触,医生甚至不用穿手术服。深圳市第三人民医院就通过达芬奇,为一名合并艾滋病及乙肝的患者完成了手术。

人工智慧在手术中的应用,无论对患者还是医生,都是一个好消息。


利大于弊。

我刚刚完成我们研究所的关于骨外科手术机器人的项目。

具体的图表没有我老板的许可我不能分享,但是效果非常惊人。

机器人系统的精密是人工无法企及的。我们的手术机器人不仅仅能完成本来手术的任务而且有时候还会得到更优的效果,比如可以通过假体的长度角度控制纠正长短腿。而且相比于人工做该手术,患者能很快的康复。

弊端可能就是费用吧。我们的材料和机器非常精密昂贵。这大概要仰仗著材料学的发展,有那么一天,会让这个费用降低到大家都能接受的。


肯定是利大于弊

如果弊大于利,那davinci早就倒闭了。

看看数据就知道了

懒得翻最新数据,随笔找了一个2016年的,全球手术量

大陆地区的手术量

真香~


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